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Java程序员学习Go指南（二）

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摘抄：https://www.luozhiyun.com/archives/211

Go中的结构体

构建结构体

如下：

type AnimalCategory struct {
    kingdom string // 界。
    phylum  string // 门。
    class   string // 纲。
    order   string // 目。
    family  string // 科。
    genus   string // 属。
    species string // 种。
}

func (ac AnimalCategory) String() string {
    return fmt.Sprintf("%s%s%s%s%s%s%s",
        ac.kingdom, ac.phylum, ac.class, ac.order,
        ac.family, ac.genus, ac.species)
}

我们在Go中一般构建一个结构体由上面代码块所示。AnimalCategory结构体中有7个string类型的字段，下边有个名叫String的方法，这个方法其实就是java类中的toString方法。其实这个结构体就是java中的类，结构体中有属性，有方法。

category := AnimalCategory{species: "cat"} 
fmt.Printf("The animal category: %s\n", category)

我们在上面的代码块中初始化了一个AnimalCategory类型的值，并把它赋给了变量category，通过调用fmt.Printf方法调用了category实例内的String方法，⽽⽆需 显式地调⽤它的String⽅法。

在结构体中声明一个嵌入字段

因为在Go中是没有继承一说，所以使用了嵌入字段的方式来实现类型之间的组合，实现了方法的重用。

这里继续用到上面的结构体AnimalCategory

type Animal struct {
    scientificName string // 学名。
    AnimalCategory        // 动物基本分类。
}

字段声明AnimalCategory代表了Animal类型的⼀个嵌⼊字段。Go语⾔规范规定，如果⼀个字段 的声明中只有字段的类型名⽽没有字段的名称，那么它就是⼀个嵌⼊字段，也可以被称为匿名字段。嵌⼊字段的类型既是类型也是名称。

如果要像java中引用字段里面的属性，那么可以这么写：

func (a Animal) String() string {
    return a.AnimalCategory.String()
}

这里还是和java是一样的，但是接下来要讲的却和java有很大区别

由于我们在AnimalCategory中写了一个String的方法，如果我们没有给Animal写String的方法，那么我们直接打印会得到什么结果？

    category := AnimalCategory{species: "cat"}

    animal := Animal{
        scientificName: "American Shorthair",
        AnimalCategory: category,
    }
    fmt.Printf("The animal: %s\n", animal)

在这里fmt.Printf函数相当于调用animal的String⽅法。在java中只有父类才会做到方法的覆盖，但是在Go中，嵌⼊字段的⽅法集合会被⽆条件地合并进被嵌⼊类型的⽅法集合中。

如果为Animal类型编写⼀个String⽅法，那么会将嵌⼊字段AnimalCategory的String⽅法被“屏蔽”了，从而调用Animal的String方法。

只 要名称相同，⽆论这两个⽅法的签名是否⼀致，被嵌⼊类型的⽅法都会“屏蔽”掉嵌⼊字段的同名⽅法。也就是说不管返回值类型或者方法参数如何，只要名称相同就会屏蔽掉嵌⼊字段的同名⽅法。

指针方法

上面我们的例子其实都是值方法，下面我们举一个指针方法的例子：

func main() {
    cat := New("little pig", "American Shorthair", "cat")
    cat.SetName("monster") // (&cat).SetName("monster")
    fmt.Printf("The cat: %s\n", cat)

    cat.SetNameOfCopy("little pig")
    fmt.Printf("The cat: %s\n", cat)

}
type Cat struct {
    name           string // 名字。
    scientificName string // 学名。
    category       string // 动物学基本分类。
}
//构造一个cat实例
func New(name, scientificName, category string) Cat {
    return Cat{
        name:           name,
        scientificName: scientificName,
        category:       category,
    }
}
//传指针设置cat名字
func (cat *Cat) SetName(name string) {
    cat.name = name
}
//传入值
func (cat Cat) SetNameOfCopy(name string) {
    cat.name = name
}
func (cat Cat) String() string {
    return fmt.Sprintf("%s (category: %s, name: %q)",
        cat.scientificName, cat.category, cat.name)
}

在这个例子中，我们为Cat设置了两个方法，SetName是传指针的方法，SetNameOfCopy是传值的方法。

⽅法SetName的接收者类型是Cat。Cat左边再加个代表的就是Cat类型的指针类型。

我们通过运行上面的例子可以得出，值⽅法的接收者是该⽅法所属的那个类型值的⼀个副本。⽽指针⽅法的接收者，是该⽅法所属的那个基本类型值的指针值的⼀个副本。我们在这样的⽅法内对该副本指向的值进⾏ 修改，却⼀定会体现在原值上。

接口类型

声明

type Pet interface {
    SetName(name string)
    Name() string
    Category() string
}

当数据类型中的方法实现了接口中的所有方法，那么该数据类型就是该接口的实现类型，如下：

type Pet interface {
    Name() string
    Category() string
    SetName(name string)
}

type Dog struct {
    name string // 名字。
}

func (dog *Dog) SetName(name string) {
    dog.name = name
}

func (dog Dog) Name() string {
    return dog.name
}

func (dog Dog) Category() string {
    return "dog"
}

在这里Dog类型实现了Pet接口。

接口变量赋值

接口变量赋值也涉及了值传递和指针传递的概念。如下：

    // 示例1
    dog := Dog{"little pig"}
    fmt.Printf("The dog's name is %q.\n", dog.Name())
    var pet Pet = dog
    dog.SetName("monster")
    fmt.Printf("The dog's name is %q.\n", dog.Name())
    fmt.Printf("This pet is a %s, the name is %q.\n",
        pet.Category(), pet.Name())
    fmt.Println()

    // 示例2。
    dog = Dog{"little pig"}
    fmt.Printf("The dog's name is %q.\n", dog.Name())
    pet = &dog
    dog.SetName("monster")
    fmt.Printf("The dog's name is %q.\n", dog.Name())
    fmt.Printf("This pet is a %s, the name is %q.\n",
        pet.Category(), pet.Name())

返回

The dog's name is "little pig".
The dog's name is "monster".
This pet is a dog, the name is "little pig".

The dog's name is "little pig".
The dog's name is "monster".
This pet is a dog, the name is "monster".

在示例1中，赋给pet变量的实际上是dog的一个副本，所以当dog设置了name的时候pet的name并没发生改变。

在实例2中，赋给pet变量的是一个指针的副本，所以pet和dog一样发生了编发。

接口之间的组合

可以通过接口间的嵌入实现接口的组合。接⼝类型间的嵌⼊不会涉及⽅法间的“屏蔽”。只要组合的接⼝之间有同名的⽅法就会产⽣冲突，从⽽⽆ 法通过编译，即使同名⽅法的签名彼此不同也会是如此。

type Animal interface {
    // ScientificName 用于获取动物的学名。
    ScientificName() string
    // Category 用于获取动物的基本分类。
    Category() string
}

type Named interface {
    // Name 用于获取名字。
    Name() string
}

type Pet interface {
    Animal
    Named
}

指针

哪些值是不可寻址的

  1. 不可变的变量

如果一个变量是不可变的，那么基于它的索引或切⽚的结果值都是不可寻址的，因为即使拿到了这种值的内存地址也改变不了什么。
如：

    const num = 123
    //_ = &num // 常量不可寻址。
    //_ = &(123) // 基本类型值的字面量不可寻址。

    var str = "abc"
    _ = str
    //_ = &(str[0]) // 对字符串变量的索引结果值不可寻址。
    //_ = &(str[0:2]) // 对字符串变量的切片结果值不可寻址。
    str2 := str[0]
    _ = &str2 // 但这样的寻址就是合法的。
  1. 临时结果

在我们把临时结果值赋给任何变量或常量之前，即使能拿到它的内存地址也是没有任何意义的。所以也是不可寻址的。

我们可以把各种对值字⾯量施加的表达式的求值结果都看做是 临时结果。
如：
* ⽤于获得某个元素的索引表达式。
* ⽤于获得某个切⽚（⽚段）的切⽚表达式。
* ⽤于访问某个字段的选择表达式。
* ⽤于调⽤某个函数或⽅法的调⽤表达式。
* ⽤于转换值的类型的类型转换表达式。
* ⽤于判断值的类型的类型断⾔表达式。
* 向通道发送元素值或从通道那⾥接收元素值的接收表达式。

⼀个需要特别注意的例外是，对切⽚字⾯量的索引结果值是可寻址的。因为不论怎样，每个切⽚值都会持有⼀个底层数组，⽽ 这个底层数组中的每个元素值都是有⼀个确切的内存地址的。

//_ = &(123 + 456) // 算术操作的结果值不可寻址。
//_ = &([3]int{1, 2, 3}[0]) // 对数组字面量的索引结果值不可寻址。
//_ = &([3]int{1, 2, 3}[0:2]) // 对数组字面量的切片结果值不可寻址。
_ = &([]int{1, 2, 3}[0]) // 对切片字面量的索引结果值却是可寻址的。
//_ = &([]int{1, 2, 3}[0:2]) // 对切片字面量的切片结果值不可寻址。
//_ = &(map[int]string{1: "a"}[0]) // 对字典字面量的索引结果值不可寻址。
  1. 不安全
    函数在Go语⾔中是⼀等公⺠，所以我们可以把代表函数或⽅法的字⾯量或标识符赋给某个变量、传给某个函数或者从某个函数传出。

但是，这样的函数和⽅法都是不可寻址的。⼀个原因是函数就是代码，是不可变的。另⼀个原因是，拿到指向⼀段代码的指针是不安全的。

此外，对函数或⽅法的调⽤结果值也是不可寻址的，这是因为它们都属 于临时结果。

如：

    //_ = &(func(x, y int) int {
    //  return x + y
    //}) // 字面量代表的函数不可寻址。
    //_ = &(fmt.Sprintf) // 标识符代表的函数不可寻址。
    //_ = &(fmt.Sprintln("abc")) // 对函数的调用结果值不可寻址。

goroutine协程

在Go语言中，协程是由go函数进行触发的，当程序执⾏到⼀条go语句的时候，Go语⾔ 的运⾏时系统，会先试图从某个存放空闲的G的队列中获取⼀个G（也就是goroutine），它只有在找不到空闲G的情况下才会 去创建⼀个新的G。

故已存在的goroutine总是会被优先复⽤。

在拿到了⼀个空闲的G之后，Go语⾔运⾏时系统会⽤这个G去包装当前的那个go函数（或者说该函数中的那些代码），然后再 把这个G追加到某个存放可运⾏的G的队列中。

在Go语⾔并不会去保证这些goroutine会以怎样的顺序运⾏。所以哪个goroutine先执⾏完、哪个goroutine后执⾏完往往是不可预知的，除⾮我们使⽤了某种Go语⾔提供的⽅式进⾏了⼈为 ⼲预。

所以，怎样让我们启⽤的多个goroutine按照既定的顺序运⾏？

多个goroutine按照既定的顺序运⾏

下面我们先看个例子：

func main() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go func() {
            fmt.Println(i)
        }()
    }
}

在下面的代码中，由于Go语言并不会按顺序去执行调度，所以没法知道fmt.Println(i)会在什么时候被打印，也不知道fmt.Println(i)打印的时候i是多少，也有可能main方法执行完了，但是没有一条输出。

所以我们需要进行如下改造：

func main() {
    var count uint32
    trigger := func(i uint32, fn func()) {
        for {
            if n := atomic.LoadUint32(&count); n == i {
                fn()
                atomic.AddUint32(&count, 1)
                break
            }
            time.Sleep(time.Nanosecond)
        }
    }
    for i := uint32(0); i < 10; i++ {
        go func(i uint32) {
            fn := func() {
                fmt.Println(i)
            }
            trigger(i, fn)
        }(i)
    }
    trigger(10, func() {})
}

我们在for循环中声明了一个fn函数，fn函数里面只是简单的执行打印i的值，然后传入到trigger中。

trigger函数会不断地获取⼀个名叫count的变量的值，并判断该值是否与参数i的值相同。如果相同，那么就⽴即调⽤fn代 表的函数，然后把count变量的值加1，最后显式地退出当前的循环。否则，我们就先让当前的goroutine“睡眠”⼀个纳秒再进 ⼊下⼀个迭代。

因为会有多个线程操作trigger函数，所以使用的count变量是通过原子操作来进行获取值和加一操作。

所以过函数实际执行顺序会根据count的值依次执行，这里实现了一种自旋，未满足条件的时候会不断地进行检查。

最后防止主协程在其他协程没有运行完的时候就关闭，加上一个trigger(10, func() {})代码。

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